新能源汽車充電設(shè)施的電氣設(shè)計(jì)與實(shí)施探索

馮鋒

【摘 要】在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，也給我國以及全球的能源帶來危機(jī)。為此，我國政府以及相關(guān)企業(yè)也已經(jīng)認(rèn)識(shí)到節(jié)能減排的重要性，特別是對(duì)于汽車企業(yè)來說，汽車技術(shù)未來發(fā)展的方向主要集中在節(jié)能與減排這兩個(gè)方面。但是在發(fā)展電動(dòng)汽車的過程中，由于充電配套設(shè)施不完善，充電樁建設(shè)不完善，就在一定程度上嚴(yán)重制約了新能源汽車的發(fā)展。因此，本文對(duì)新能源汽車充電設(shè)施的電氣設(shè)計(jì)與實(shí)施進(jìn)行認(rèn)真的分析與研究，并提出了幾條合理化建議。

【關(guān)鍵詞】電動(dòng)汽車；充電設(shè)施；建設(shè)；電氣設(shè)計(jì)

新能源電動(dòng)汽車是一種以電為驅(qū)動(dòng)力的汽車，它是一種新型的無污染、零排放的新型綠色交通工具。在我國現(xiàn)階段，新能源電動(dòng)汽車的普遍應(yīng)用以及大范圍的推廣不僅可以在一定程度上緩解能源危機(jī)和氣候變暖的問題，而且也有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，減少大氣污染。新能源電電動(dòng)汽車可以有效實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保，充分利用可再生能源的目標(biāo)。

1 新能源汽車充電設(shè)施規(guī)劃階段的劃分

（1）示范階段

示范階段具體是指新能源電動(dòng)汽車技術(shù)的應(yīng)用還沒有完全成熟，新能源電動(dòng)汽車的可持續(xù)發(fā)展的市場機(jī)制還沒有正式形成。目前，我國的新能源電動(dòng)汽車在汽車市場的整體中所占的比例比較低，并且相關(guān)政府部門主要扶持的車輛數(shù)量較少，例如，垃圾清運(yùn)車以及電力工程車等。另一方面，電動(dòng)汽車的行駛范圍是有一定的限制的，其一般范圍是在面積較小的制定區(qū)域以及指定的路線。

（2）公益階段

公益階段的新能源電動(dòng)汽車技術(shù)取得了非常大的進(jìn)步與發(fā)展。但是本階段新能源汽車的技術(shù)水平還處于比較低的階段，并且由于一次額隱約存在的安全隱患使得新能源電動(dòng)汽車的發(fā)展進(jìn)入了瓶頸期。公益階段的新能源汽車的銷量在汽車行業(yè)的整體銷售中依舊占有較小的比例，并且其經(jīng)濟(jì)性不是很高。該階段的新能源電動(dòng)汽車的發(fā)展模式主要是以政府專項(xiàng)補(bǔ)貼以及政府的宣傳與引導(dǎo)為主，并把電動(dòng)汽車技術(shù)的應(yīng)用范圍擴(kuò)大到電動(dòng)公交車、大型企事業(yè)單位的公用車和班車以及一少部分的社會(huì)車輛。

（3）商業(yè)運(yùn)營階段

商業(yè)運(yùn)營階段的新能源電動(dòng)汽車技術(shù)基本上已經(jīng)進(jìn)入了成熟階段，新能源電動(dòng)汽車的銷售量也已經(jīng)達(dá)到了一定規(guī)模，并且該類汽車的種類也越來月多樣，其實(shí)用性也越來越強(qiáng)。例如，公交電動(dòng)汽車。垃圾清運(yùn)車以及大型企事業(yè)單位用車，其中包括一些社會(huì)上的出租車以及私家車量，這些都會(huì)產(chǎn)生較大的充電需求。商業(yè)運(yùn)營階段新能源電動(dòng)汽車的經(jīng)濟(jì)性在一定程度上已經(jīng)超越了燃油汽車思維經(jīng)濟(jì)性，該階段的電動(dòng)汽車的發(fā)展模式主要以市場的驅(qū)動(dòng)為主。

2 充電站建設(shè)方案

（1）充電設(shè)施分類

充電設(shè)施的分類按照相關(guān)的權(quán)屬可以嚴(yán)格劃分為以下三類；似一種就是自用充電設(shè)施，自用充電設(shè)施是專門為某一個(gè)個(gè)人用戶而提供的充電設(shè)施，其大部分分布在住宅小區(qū)內(nèi)；第二種就是專用充電設(shè)施，專用充電設(shè)施是專門為了某一個(gè)法人單位以及全體職工而充分提供的充電設(shè)施服務(wù)，或者在住宅校區(qū)內(nèi)為該小區(qū)的全部業(yè)主提供充電服務(wù)；第三者就是公用充電設(shè)施，公用充電設(shè)施就是專門為社會(huì)電動(dòng)車輛提供充電設(shè)施的服務(wù)，這其中也包括經(jīng)營性集中式充換電設(shè)施。充電站的建設(shè)和一般的自行式停車場的建設(shè)相似，車輛都停放在專用車道上，其中每一個(gè)停車位都應(yīng)該設(shè)置交流 220V或者7kW 的新能源電動(dòng)汽車充電樁，在這一過程中，一部分車位可以配置少量直流為 30kW的直流一體化充電機(jī)，以提高電動(dòng)汽車的充電速度。

（2）充電機(jī)選型

單臺(tái)充電機(jī)也有電壓限制，它最大的充電電壓是電動(dòng)汽車內(nèi)裝載的電池?cái)?shù)量×單體電池的最大充電電壓，直流充電機(jī)電流也可以根據(jù)按 0.3～1C進(jìn)行選擇[1]。如果單臺(tái)充電機(jī)不能符合電動(dòng)汽車的充電時(shí)間和充電電流的具體要求，就可以把多臺(tái)同型號(hào)充電功率模塊的并聯(lián)工作模式進(jìn)行合理的結(jié)合，從而組建出容量更大的充電機(jī)，在并機(jī)之后，輸出電壓為單套充電功率模塊輸出電壓，輸出電流為單套充電功率模塊輸出電流疊加總和。

3 建筑電氣相關(guān)設(shè)計(jì)

（1）供配電

供配電應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)卣南嚓P(guān)要求對(duì)充電設(shè)施在總停車位所占的比例進(jìn)行用電容量的估算，制定出合理的供電方案應(yīng)該向當(dāng)?shù)氐墓╇姴块T進(jìn)行申請(qǐng)，并得到有效的批復(fù)與支持。由于充電設(shè)施不包括在住宅小區(qū)專用的公共電力容量之內(nèi)，因此，也不會(huì)對(duì)住宅小區(qū)的用電容量造成不利的影響。在配供電的原則上，由于原有的設(shè)施已經(jīng)不能夠滿足容量的需求，從而就應(yīng)該適當(dāng)?shù)脑黾与娏Φ娜萘?。另一方面，低壓配電設(shè)備和線路的保護(hù)措施一定要符合GB50053—2004《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)要求，剩余電流保護(hù)裝置要合理的安裝在供電電纜進(jìn)線側(cè)，同時(shí)要在充電樁進(jìn)線端添置相應(yīng)的防雷器。

（2）線路敷設(shè)建議

進(jìn)行線路敷設(shè)時(shí)，在室外的停車區(qū)域內(nèi)，應(yīng)該選擇恰當(dāng)?shù)奈恢锰崆傲粝聭敉馀潆娤?，同時(shí)在把電分配到各個(gè)充電樁當(dāng)中[2]。如果應(yīng)用的方式是地面充電樁，就應(yīng)該把充電樁布置在一個(gè)接近充電區(qū)域的位置，方便給電動(dòng)汽車進(jìn)行充電。與此同時(shí)，為了滿足電動(dòng)汽車的充電設(shè)施安裝空間，充電設(shè)備外部的輪廓與充電位置邊緣之間的凈距離值應(yīng)該不小于0.5 m 的安全距離，以確保使用的安全。要嚴(yán)格的對(duì)地下車庫電動(dòng)汽車停車場進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃。并采用合理的樹干式配電方式，或者是放射式配電方式，明確線路路由以及預(yù)留專業(yè)電纜橋架，為物業(yè)公司以及電力公司日后的施工與安裝工作提供一定的便利。

（3）電動(dòng)汽車充電設(shè)施的建設(shè)實(shí)施

智能電網(wǎng)建設(shè)中重要的一部分內(nèi)容就是電動(dòng)汽車充電設(shè)施的建設(shè)，根據(jù)我國電網(wǎng)公司，（2009）902號(hào)文件（國家電網(wǎng)智能化規(guī)劃編制大綱）的內(nèi)容中具體指出：2009年一2010年為智能電網(wǎng)的試點(diǎn)階段；2011 年一 2015 年之間是我國智能電網(wǎng)的全面建設(shè)階段，直到 2015 年為止，智能電網(wǎng)才能在基本上建成與統(tǒng)一，其相關(guān)重要的技術(shù)與先進(jìn)的裝備也能夠達(dá)到國際領(lǐng)先的水準(zhǔn)。另一方面有指出2016-2020 年期間是智能電網(wǎng)得以發(fā)展與完善的階段。

（4）安防

科學(xué)、專業(yè)的安防設(shè)施在電動(dòng)汽車的預(yù)警、控制、服務(wù)以及取證方面都有十分重要的作用。電動(dòng)汽車充電站監(jiān)控系統(tǒng)最重要的一部分就是充電樁以及充電站安防監(jiān)測[3]。要想有效落實(shí)安防工作，就要做好以下工作：首先，要對(duì)進(jìn)入充電區(qū)的車輛以及人員進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控與優(yōu)質(zhì)的并服務(wù)；其次，工作人員要認(rèn)真檢測以及記錄好配電室、監(jiān)控室、電池更換操作間以及休息室溫度與濕度的相關(guān)信息數(shù)據(jù)；最后通過科學(xué)先進(jìn)的手段對(duì)分布式充電樁的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，并及時(shí)向相關(guān)部門反映異常的情況，使其得到有效的解決。除此之外，安防工作也可以對(duì)火災(zāi)情況以及非法闖入的行為進(jìn)行分析與判斷，并及時(shí)報(bào)警。

4 結(jié)束語

總而言之，隨著電動(dòng)汽車的不斷普及與發(fā)展，使得電動(dòng)汽車的充電設(shè)施建設(shè)也備受社會(huì)各界人士的關(guān)注。因此，只有不斷創(chuàng)新與完善相關(guān)的充電配套設(shè)施，才可以進(jìn)一步推動(dòng)電動(dòng)汽車的發(fā)展，提高電動(dòng)汽車的服務(wù)質(zhì)量。同時(shí)也要加大對(duì)電動(dòng)汽車充電設(shè)施的建設(shè)力度，充分做好電氣設(shè)計(jì)工作，從而促進(jìn)電動(dòng)汽車的健康持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]趙麗坤，李澤江.高校校園電動(dòng)汽車充電設(shè)施建設(shè)方案研究[J].科技視界，2015，（01）：37-38.

[2]張巍偉.電動(dòng)汽車充電設(shè)施建設(shè)方案淺談[J].天津科技，2015，（07）：78-79.

[3]戴詠夏，劉敏.電動(dòng)汽車充電設(shè)施接入對(duì)配套電網(wǎng)建設(shè)的影響[J].電力建設(shè)，2015，（07）：89-93.